Quimica Practica 4
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INSTITUTO POLITECTINCO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
PRACTICA #4: PROPIEDADES ELECTRICAS DE LOS MATERIALES
QUINTANA VEGA CÉSAR SALVADOR RAMÍREZ FUENTES EDGAR ALEJANDRO ANAYA LÓPEZ LUIS EDUARDO
GRUPO: 1CV14
PROFESOR: AQUINO SALINAS FERNANDO DAVID
FECHA: 8/02/2017
INTRODUCCION
La conductividad
eléctrica es
la
medida
de
la
capacidad
de
un material o sustancia para dejar pasar la corriente eléctrica a través de él. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los metales son
buenos
conductores
porque
tienen
una
estructura
con
muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura. Los mecanismos de conductividad difieren entre los tres estados de la materia. Por ejemplo en los sólidos los átomos como tal no son libres de moverse y la conductividad se debe a los electrones. En los metales existen electrones cuasi-libres que se pueden mover muy libremente por todo el volumen, en cambio en los aislantes, muchos de ellos son sólidos iónicos. La conductividad electrolítica en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico.
Estos conductores iónicos se
denominan electrolitos o conductores
electrolíticos. La conductividad eléctrica se utiliza para determinar la salinidad (contenido de sales) de suelos y substratos de cultivo, ya que se disuelven éstos en agua y se mide la conductividad del medio líquido resultante. Suele estar referenciada a 25 °C y el valor obtenido debe corregirse en función de la temperatura. Coexisten muchas unidades de expresión de la conductividad para este fin, aunque las más utilizadas son dS/m (deciSiemens por metro), mmhos/cm (milimhos por centímetro) y según los organismos de normalización europeos mS/m (miliSiemens por metro). El contenido de sales de un suelo o substrato también se puede expresar por la resistividad (se solía expresar así en Francia antes de la aplicación de las normas INEN).
Según la teoría de bandas de energía en sólidos cristalinos, son materiales conductores aquellos en los que las bandas de valencia y conducción se superponen, formándose una nube de electrones libres causante de la corriente al someter al material a un campo eléctrico. Estos medios conductores se denominan conductores eléctricos. Antes del advenimiento de la mecánica cuántica, la teoría clásica empleada para explicar la conductividad de los metales era el modelo de Drude-Lorentz, donde los electrones se desplazan a una velocidad media aproximadamente constante que es la velocidad límite asociada al efecto acelerador del campo eléctrico y el efecto desacelerador de la red cristalina con la que chocan los electrones produciendo el efecto Joule. Sin embargo, el advenimiento de la mecánica cuántica permitió construir modelos teóricos más refinados a partir de la teoría de bandas de energía que explican detalladamente el comportamiento de los materiales conductores.
TABLAS DE RESULTADO Determinación cualitativa en solución Compuesto
Intensidad del foco
Material que resulto
1.- sacarosa
0/5
No conductor
2.- cloruro de litio
2/5
Conductor
3.- nitrato de cobre
4/5
Conductor
4.-ácido sulfúrico
5/5
Conductor
5.- cloruro de
3/5
Conductor
aluminio 6.-cloruro de potasio
5/5
Conductor
7.- sulfato de cobre
2/5
Conductor
8.- cloruro de calcio
3/5
Conductor
9.- cloruro de sodio
5/5
Conductor
10.- cloruro de
5/5
Conductor
níquel
11.- tolueno
0/5
No conductor
12.- xileno
0/5
No conductor
13.- agua mineral
0/5
No conductor
14.- coca cola
0/5
No conductor
Determinación cualitativa en solidos
Material
Intensidad del foco
Material que resulto
1.- Fierro
5/5
Conductor
2.- Plomo
5/5
No conductor
3.- Aluminio
5/5
No conductor
4.- Porcelana
0/5
No conductor
5.- Madera
0/5
No conductor
6.- Papel
0/5
No conductor
7.- Plástico
0/5
No conductor
8.- Cobre
5/5
Conductor
Determinación cuantitativa en solución Compuesto 1.- sacarosa
Valor de conductividad µ 402
Material que resulto Conductor
2.- cloruro de litio
3999
Conductor
3.- nitrato de cobre
3999
Conductor
4.-ácido sulfúrico
3999
Conductor
5.- cloruro de
3999
Conductor
aluminio 6.-cloruro de potasio
3999
Conductor
7.- sulfato de cobre
3999
Conductor
8.- cloruro de calcio
3999
Conductor
9.- cloruro de sodio
3999
Conductor
10.- cloruro de
3999
Conductor
níquel 11.- tolueno
0
No conductor
12.- xileno
0
No conductor
13.- agua mineral
407
Conductor
14.- coca cola
1248
Conductor
Determinación cuantitativa en solidos Material
Valor de conductividad µ
Material que resulto
1.- Fierro
0.4
Conductor
2.- Plomo
0.2
Conductor
3.- Aluminio
0.4
Conductor
4.- Porcelana
0
No conductor
5.- Madera
0
No conductor
6.- Papel
0
No conductor
7.- Plástico
0
No conductor
0.4
Conductor
8.- Cobre
ANALISIS DE RESULTADOS Soluciones Compuesto
Cualitativo µ
Cuantitativo
No conductor
Conductor
2.- cloruro de litio
Conductor
Conductor
3.- nitrato de cobre
Conductor
Conductor
4.-ácido sulfúrico
Conductor
Conductor
5.- cloruro de
Conductor
Conductor
aluminio 6.-cloruro de potasio
Conductor
Conductor
7.- sulfato de cobre
Conductor
Conductor
1.- sacarosa
8.- cloruro de calcio
Conductor
Conductor
9.- cloruro de sodio
Conductor
Conductor
10.- cloruro de
Conductor
Conductor
níquel 11.- tolueno
No conductor
No conductor
12.- xileno
No conductor
No conductor
13.- agua mineral
No conductor
Conductor
14.- coca cola
No conductor
Conductor
Solidos Material
Cualitativo µ
Cuantitativo
1.- Fierro
Conductor
Conductor
2.- Plomo
No conductor
Conductor
3.- Aluminio
No conductor
Conductor
4.- Porcelana
No conductor
No conductor
5.- Madera
No conductor
No conductor
6.- Papel
No conductor
No conductor
7.- Plástico
No conductor
No conductor
Conductor
Conductor
8.- Cobre
CONCLUSIÓN
El caos resultante de tantos electrones libres dentro de los materiales metálicos, es el que permite que la conducción de una corriente a través de los mismos se logre de una manera tan eficiente, ya que a diferencia de otros materiales, en los materiales metálicos no es necesario romper con enlaces para hacer que se muevan los electrones en una dirección dada. Así mismo un caos excesivo, como el provocado por el aumento de la temperatura contribuye en una disminución de la conductividad de los mismos, ya que los electrones que se mueven muy erráticamente pueden interrumpir el flujo de la corriente, al “cerrarle el paso” a los electrones que se mueven con el flujo. En este caso, a mayor temperatura, mayor resistividad del material. Este mismo caso se presenta cuando se tienen impurezas dentro del material, ya que estas impurezas pueden atraer o repeler los electrones, lo cual a su vez implica una pérdida de la movilidad de los mismos, lo que supone que se debe usar una mayor cantidad de energía para establecer el flujo, y por lo tanto el material poseerá una mayor resistividad
CUESTIONARIO 1-
¿Qué
tipo
de
enlace
químico
presentan
los
materiales
conductores,
semiconductores y aislantes? R= Conductores presentan enlace covalente, aislantes presentan enlace iónico 2- En base la teoría de bandas realice esquemas que muestren el comportamiento de los materiales como conductores o aislantes. 2. En base a la teoría de bandas realice esquemas que muestren el comportamiento de los materiales como conductores o aislantes a) Conductor (las bandas se superponen); b) semiconductor (poca diferencia de energía entre las dos bandas); c) aislante (la diferencia de energía entre las dos bandas imposibilita el salto de los electrones).
3. ¿Qué es un semiconductor: Intrínseco, tipo p y tipo n? a) Intrínseco: Es la sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre como: Cd, Al, Ga, B, In, Si, C, Ge, etc.… b) Tipo N: Es un material que posee átomos de impurezas que permiten la aparición de electrones sin huecos asociados a los mismos. Estos se llaman donantes, entregan electrones y serán de valencia. c) Tipo P: Posee impurezas que permiten la formación de huecos sin que aparezcan, como ocurre al romperse una ligadura, electrones asociados a los mismos. Se llaman aceptores y serán de valencia tres. 4. ¿Qué es un superconductor? Es un material que no opone resistencia al flujo de corriente eléctrica por él.
5 . Describa el movimiento de los electrones a través de un conductor metálico y de una solución electrolítica.
BIBLIOGRAFIA
http://arturobola.tripod.com/conducti.htmlhttp://www.slideshare.net/renatolachira/cond uctividad-electrica http://www.mitecnologico.com/Main/PropiedadesElectricasYMagneticas
http://akademos.ramiskuey.com/Experimentoshttp://ricardi.webcindario.com/quimica/e ltrolis.html
http://www.slideshare.net/renatolachira/conductividad-electrica
http://www.unquimico.com/2012/01/diluido-en-agua-cual-es-un-buen-conductor-de-laelectricidad
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Electricidad1.html
http://www.slideshare.net/ignameco/los-plsticos-170019
http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Resumen+B %C3%A1sico+de+Electricidad+y+Electr%C3%B3nica.pdf
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
PRACTICA #4: PROPIEDADES ELECTRICAS DE LOS MATERIALES
QUINTANA VEGA CÉSAR SALVADOR RAMÍREZ FUENTES EDGAR ALEJANDRO ANAYA LÓPEZ LUIS EDUARDO
GRUPO: 1CV14
PROFESOR: AQUINO SALINAS FERNANDO DAVID
FECHA: 8/02/2017
INTRODUCCION
La conductividad
eléctrica es
la
medida
de
la
capacidad
de
un material o sustancia para dejar pasar la corriente eléctrica a través de él. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los metales son
buenos
conductores
porque
tienen
una
estructura
con
muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura. Los mecanismos de conductividad difieren entre los tres estados de la materia. Por ejemplo en los sólidos los átomos como tal no son libres de moverse y la conductividad se debe a los electrones. En los metales existen electrones cuasi-libres que se pueden mover muy libremente por todo el volumen, en cambio en los aislantes, muchos de ellos son sólidos iónicos. La conductividad electrolítica en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico.
Estos conductores iónicos se
denominan electrolitos o conductores
electrolíticos. La conductividad eléctrica se utiliza para determinar la salinidad (contenido de sales) de suelos y substratos de cultivo, ya que se disuelven éstos en agua y se mide la conductividad del medio líquido resultante. Suele estar referenciada a 25 °C y el valor obtenido debe corregirse en función de la temperatura. Coexisten muchas unidades de expresión de la conductividad para este fin, aunque las más utilizadas son dS/m (deciSiemens por metro), mmhos/cm (milimhos por centímetro) y según los organismos de normalización europeos mS/m (miliSiemens por metro). El contenido de sales de un suelo o substrato también se puede expresar por la resistividad (se solía expresar así en Francia antes de la aplicación de las normas INEN).
Según la teoría de bandas de energía en sólidos cristalinos, son materiales conductores aquellos en los que las bandas de valencia y conducción se superponen, formándose una nube de electrones libres causante de la corriente al someter al material a un campo eléctrico. Estos medios conductores se denominan conductores eléctricos. Antes del advenimiento de la mecánica cuántica, la teoría clásica empleada para explicar la conductividad de los metales era el modelo de Drude-Lorentz, donde los electrones se desplazan a una velocidad media aproximadamente constante que es la velocidad límite asociada al efecto acelerador del campo eléctrico y el efecto desacelerador de la red cristalina con la que chocan los electrones produciendo el efecto Joule. Sin embargo, el advenimiento de la mecánica cuántica permitió construir modelos teóricos más refinados a partir de la teoría de bandas de energía que explican detalladamente el comportamiento de los materiales conductores.
TABLAS DE RESULTADO Determinación cualitativa en solución Compuesto
Intensidad del foco
Material que resulto
1.- sacarosa
0/5
No conductor
2.- cloruro de litio
2/5
Conductor
3.- nitrato de cobre
4/5
Conductor
4.-ácido sulfúrico
5/5
Conductor
5.- cloruro de
3/5
Conductor
aluminio 6.-cloruro de potasio
5/5
Conductor
7.- sulfato de cobre
2/5
Conductor
8.- cloruro de calcio
3/5
Conductor
9.- cloruro de sodio
5/5
Conductor
10.- cloruro de
5/5
Conductor
níquel
11.- tolueno
0/5
No conductor
12.- xileno
0/5
No conductor
13.- agua mineral
0/5
No conductor
14.- coca cola
0/5
No conductor
Determinación cualitativa en solidos
Material
Intensidad del foco
Material que resulto
1.- Fierro
5/5
Conductor
2.- Plomo
5/5
No conductor
3.- Aluminio
5/5
No conductor
4.- Porcelana
0/5
No conductor
5.- Madera
0/5
No conductor
6.- Papel
0/5
No conductor
7.- Plástico
0/5
No conductor
8.- Cobre
5/5
Conductor
Determinación cuantitativa en solución Compuesto 1.- sacarosa
Valor de conductividad µ 402
Material que resulto Conductor
2.- cloruro de litio
3999
Conductor
3.- nitrato de cobre
3999
Conductor
4.-ácido sulfúrico
3999
Conductor
5.- cloruro de
3999
Conductor
aluminio 6.-cloruro de potasio
3999
Conductor
7.- sulfato de cobre
3999
Conductor
8.- cloruro de calcio
3999
Conductor
9.- cloruro de sodio
3999
Conductor
10.- cloruro de
3999
Conductor
níquel 11.- tolueno
0
No conductor
12.- xileno
0
No conductor
13.- agua mineral
407
Conductor
14.- coca cola
1248
Conductor
Determinación cuantitativa en solidos Material
Valor de conductividad µ
Material que resulto
1.- Fierro
0.4
Conductor
2.- Plomo
0.2
Conductor
3.- Aluminio
0.4
Conductor
4.- Porcelana
0
No conductor
5.- Madera
0
No conductor
6.- Papel
0
No conductor
7.- Plástico
0
No conductor
0.4
Conductor
8.- Cobre
ANALISIS DE RESULTADOS Soluciones Compuesto
Cualitativo µ
Cuantitativo
No conductor
Conductor
2.- cloruro de litio
Conductor
Conductor
3.- nitrato de cobre
Conductor
Conductor
4.-ácido sulfúrico
Conductor
Conductor
5.- cloruro de
Conductor
Conductor
aluminio 6.-cloruro de potasio
Conductor
Conductor
7.- sulfato de cobre
Conductor
Conductor
1.- sacarosa
8.- cloruro de calcio
Conductor
Conductor
9.- cloruro de sodio
Conductor
Conductor
10.- cloruro de
Conductor
Conductor
níquel 11.- tolueno
No conductor
No conductor
12.- xileno
No conductor
No conductor
13.- agua mineral
No conductor
Conductor
14.- coca cola
No conductor
Conductor
Solidos Material
Cualitativo µ
Cuantitativo
1.- Fierro
Conductor
Conductor
2.- Plomo
No conductor
Conductor
3.- Aluminio
No conductor
Conductor
4.- Porcelana
No conductor
No conductor
5.- Madera
No conductor
No conductor
6.- Papel
No conductor
No conductor
7.- Plástico
No conductor
No conductor
Conductor
Conductor
8.- Cobre
CONCLUSIÓN
El caos resultante de tantos electrones libres dentro de los materiales metálicos, es el que permite que la conducción de una corriente a través de los mismos se logre de una manera tan eficiente, ya que a diferencia de otros materiales, en los materiales metálicos no es necesario romper con enlaces para hacer que se muevan los electrones en una dirección dada. Así mismo un caos excesivo, como el provocado por el aumento de la temperatura contribuye en una disminución de la conductividad de los mismos, ya que los electrones que se mueven muy erráticamente pueden interrumpir el flujo de la corriente, al “cerrarle el paso” a los electrones que se mueven con el flujo. En este caso, a mayor temperatura, mayor resistividad del material. Este mismo caso se presenta cuando se tienen impurezas dentro del material, ya que estas impurezas pueden atraer o repeler los electrones, lo cual a su vez implica una pérdida de la movilidad de los mismos, lo que supone que se debe usar una mayor cantidad de energía para establecer el flujo, y por lo tanto el material poseerá una mayor resistividad
CUESTIONARIO 1-
¿Qué
tipo
de
enlace
químico
presentan
los
materiales
conductores,
semiconductores y aislantes? R= Conductores presentan enlace covalente, aislantes presentan enlace iónico 2- En base la teoría de bandas realice esquemas que muestren el comportamiento de los materiales como conductores o aislantes. 2. En base a la teoría de bandas realice esquemas que muestren el comportamiento de los materiales como conductores o aislantes a) Conductor (las bandas se superponen); b) semiconductor (poca diferencia de energía entre las dos bandas); c) aislante (la diferencia de energía entre las dos bandas imposibilita el salto de los electrones).
3. ¿Qué es un semiconductor: Intrínseco, tipo p y tipo n? a) Intrínseco: Es la sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre como: Cd, Al, Ga, B, In, Si, C, Ge, etc.… b) Tipo N: Es un material que posee átomos de impurezas que permiten la aparición de electrones sin huecos asociados a los mismos. Estos se llaman donantes, entregan electrones y serán de valencia. c) Tipo P: Posee impurezas que permiten la formación de huecos sin que aparezcan, como ocurre al romperse una ligadura, electrones asociados a los mismos. Se llaman aceptores y serán de valencia tres. 4. ¿Qué es un superconductor? Es un material que no opone resistencia al flujo de corriente eléctrica por él.
5 . Describa el movimiento de los electrones a través de un conductor metálico y de una solución electrolítica.
BIBLIOGRAFIA
http://arturobola.tripod.com/conducti.htmlhttp://www.slideshare.net/renatolachira/cond uctividad-electrica http://www.mitecnologico.com/Main/PropiedadesElectricasYMagneticas
http://akademos.ramiskuey.com/Experimentoshttp://ricardi.webcindario.com/quimica/e ltrolis.html
http://www.slideshare.net/renatolachira/conductividad-electrica
http://www.unquimico.com/2012/01/diluido-en-agua-cual-es-un-buen-conductor-de-laelectricidad
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Electricidad1.html
http://www.slideshare.net/ignameco/los-plsticos-170019
http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Resumen+B %C3%A1sico+de+Electricidad+y+Electr%C3%B3nica.pdf
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